높은 MLSS(혼합액 부유 물질)는 물질 이동, 침전, 에너지 소비 및 공정 안정성을 비롯한 다양한 방식으로 폐수 처리 시스템을 손상시킬 수 있습니다. 핵심 문제는 미생물 생존 및 공정 운영을 위한 합리적인 수용 능력을 초과한다는 것입니다. 구체적인 영향과 핵심 논리는 다음과 같습니다.
1. 용존산소 부족으로 인한 슬러지 저산소증/혐기성 환경
MLSS가 높으면 미생물의 산소 요구량이 증가하여 폭기조의 산소 전달 효율이 크게 감소하고 국부적인 저산소/혐기성 환경으로 쉽게 이어집니다. 호기성 박테리아의 활동이 억제되어 유기물 분해 효율이 감소합니다. 폭기조에서 탈질작용이 조기에 일어나 다량의 기포를 발생시켜 슬러지 벌킹, 슬러지 부유, 유출수 내 과도한 COD 및 암모니아 질소를 유발합니다.
2. 2차 침전조 침전 성능 저하로 인해 배출되는 부유물질(SS)이 급증합니다.
높은 MLSS는 혼합액의 점도를 증가시켜 슬러지 플록을 더 가볍게 만듭니다. 이로 인해 2차 침전조에서 층상 침전이 쉽게 발생하여 슬러지 압축성이 감소하고 침전 속도가 크게 감소합니다. 동시에, 고농도- 슬러지는 탈질(질산염의 무산소 분해로 인해 슬러지를 표면으로 운반하는 N2 기포가 생성됨) 경향이 있어 슬러지 손실과 과도한 유출수 SS가 발생합니다. 이는 또한 시스템에서 추가 슬러지 손실을 초래하여 악순환을 만듭니다.
3. 폭기 에너지 소비가 대폭 증가하고 운영 비용이 상승합니다.
높은 MLSS의 산소 요구량을 충족하려면 폭기 강도를 높여야 하며, 그에 따라 송풍기 에너지 소비도 비례적으로 증가합니다. 동시에, 혼합액의 높은 점도는 펌프와 믹서의 운송 및 혼합 저항을 증가시켜 전력 소비를 더욱 증가시킵니다. 이는 프로세스상의 이점 없이 운영 비용을 크게 증가시킵니다.
4. 슬러지 수명 단축 및 미생물 불균형
시기적절하지 않은 슬러지 제거와 결합된 높은 MLSS는 시스템의 슬러지 지속 시간(SRT)을 상대적으로 단축시킵니다. 이로 인해 긴-세대-주기 질화 박테리아 및 기타 기능성 박테리아의 생존이 어려워 질화 효율이 크게 감소하고 배출되는 암모니아 질소 수준이 기준을 초과하기 쉽습니다. 동시에 지배적인 박테리아는 더 강한 오염-저항성 속으로 이동하여 수질 및 양의 변동에 대한 시스템의 탄력성을 크게 감소시킵니다.
5. 막 공정-특정 문제(예: MBR): 막 오염 가속화
막 생물반응기에서 높은 MLSS는 혼합액과 막 표면의 콜로이드와 플록 사이의 접촉 확률을 크게 증가시킵니다. 이는 막 기공 막힘, 필터 케이크 두꺼워짐, 막횡단 압력(TMP)의 급속한 증가를 가속화합니다. 이로 인해 멤브레인 청소 빈도가 크게 증가하고 멤브레인 수명이 단축되며 유지 관리 비용이 크게 증가합니다.
6. 시스템의 충격 저항 손실, 완전 붕괴 가능성
높은 MLSS 조건에서는 시스템의 버퍼 공간이 매우 작습니다. 유입수 수질(COD, 독성물질 등)이나 유속 등의 변동이 발생하면 급격한 환경변화로 인해 미생물이 대량 폐사하여 슬러지가 분해되기 쉽습니다. 후속 복구는 어렵고 시간이 많이 걸립니다-.
핵심 요약(니모닉):
높은 슬러지 양=산소 부족, 침전 불량, 에너지 소비 증가, 미생물 불균형, 붕괴되기 쉬움; 막 공정도 막힘을 가속화합니다.
실용적인 대응 전략:
1. 슬러지 배출을 즉시 증가시켜 MLSS를 공정 설계 범위(기존 호기성 탱크의 경우 2000~4000mg/L, 공정 요구 사항에 따라 조정)로 빠르게 줄입니다.
2. DO(2-3mg/L로 조절)를 모니터링하면서 국부적인 저산소증을 피하기 위해 일시적으로 통기 강도를 높입니다.
3. 2차 침전조의 유압 부하를 점검하고, 필요한 경우 유입 유량을 줄여 슬러지 침전 압력을 줄입니다.
4. 슬러지 침전 비율(SV30)과 슬러지 부피 지수(SVI)를 모니터링하여 슬러지 벌킹이 존재하는지 확인하고 응집제(예: PAC)를 추가하여 침전 성능을 향상시킵니다.
